Obecná chemie/kapaliny

Koheze a adhezeUpravit

Kapky vody přilnou k pavučině. Jejich kulatý tvar je způsoben kohezí.

Molekuly kapaliny se navzájem přitahují. Tomu se říká soudržnost. Molekuly jako metan jsou nepolární, takže je drží pohromadě pouze van der Waalsovy síly. Tyto molekuly budou mít minimální soudržnost. Naproti tomu molekuly vody využívají vodíkové vazby, takže vykazují silnou soudržnost. Soudržná kapalina bude tvořit sféričtější kapky a bude mít mnohem vyšší povrchové napětí.

Wikipedia má související informace na adrese Adheze

Adheze je přitažlivost molekuly kapaliny k okolí. Adhezivní kapaliny budou vykazovat kapilární působení. Jsou také více „vlhké“. Rtuť je velmi soudržná, ale není adhezivní. V důsledku toho po sobě nezanechává stopy, když se valí po povrchu. Naproti tomu voda je mnohem přilnavější. Když se voda kutálí po povrchu, smáčí tento povrch, protože některé její molekuly k němu přilnou.

Povrchové napětí a kapilární působeníUpravit

Když jsou kapky vody na nepropustném (vodotěsném) povrchu, mají tendenci vytvářet kuličky. To je způsobeno jejím povrchovým napětím. Molekuly kapaliny se navzájem přitahují, v důsledku čehož zmenšují svůj povrch. Molekuly na hranici kapaliny jsou vtahovány dovnitř, což způsobuje tvar kapky. Když je voda na propustném povrchu, rozprostírá se, jak je vidět u vody na papírovém ručníku. Toto kapilární působení vysvětluje, jak se voda v zemi dostává na vrcholky stromů vysokých stovky metrů.

TlakEdit

Kapaliny rozloží tlak rovnoměrně. Tento koncept, známý jako Pascalův zákon, má zásadní význam pro zařízení, jako jsou hydraulické brzdy. Je to důsledek jejich nestlačitelnosti.

Pokud není atmosférický tlak (vakuum, jako ve vesmíru), kapaliny se nemohou tvořit.

Kapaliny se vypaří. Přestože průměrná kinetická energie molekul je příliš nízká na to, aby překonala vazbu a stala se plynem, jednotlivé molekuly budou mít občas nadprůměrnou energii a uvolní se z povrchu kapaliny. Molekula pak unikne do plynné fáze. Zároveň však může molekula plynu narazit na povrch kapaliny a zpomalit se natolik, že se ke kapalině připojí. Sklenice vody ponechaná venku na slunci se nakonec vyprázdní. Sluneční světlo dodává molekulám energii a umožňuje některým uniknout jako plyn. Nakonec uniknou všechny molekuly. Tendence kapaliny vypařovat se závisí na jejích mezimolekulárních silách. Těkavé kapaliny mají tendenci se rychle vypařovat, mají relativně slabé mezimolekulární síly, které udržují molekuly pohromadě, což jim usnadňuje únik z kapalné fáze. Naopak netěkavé kapaliny se nevypařují ve viditelné míře díky přítomnosti velmi silných mezimolekulárních sil.

Vypařování se zvyšuje s teplotou. Lze jej měřit pomocí tlaku par, což je velikost tlaku, který vyvíjí odpařovaný plyn nad povrchem kapaliny. Tlak par roste s teplotou, a jakmile dosáhne tlaku okolní atmosféry, kapalina začne vřít. Tlak par závisí také na intenzitě mezimolekulárních sil v kapalině.

ViskozitaUpravit

Viskozita označuje odpor kapaliny při proudění. Například javorový sirup má ve srovnání s vodou poměrně vysokou viskozitu, protože javorový sirup teče mnohem pomaleji než voda, která teče poměrně rychle a snadno. Rozdíl ve viskozitě těchto dvou kapalin je způsoben přitažlivými silami uvnitř konkrétní kapaliny. Aby mohla kapalina téct, musí se molekuly kutálet a pohybovat jedna přes druhou. Roztok s nízkými přitažlivými silami by umožnil molekulám volnější a snadnější pohyb, což by snížilo viskozitu.

Ve většině případů se viskozita kapaliny snižuje se zvyšující se teplotou kapaliny. Zvyšování teploty kapaliny způsobuje, že molekuly mají vyšší kinetickou energii. Toto zvýšení kinetické energie rozbíjí mezimolekulární síly přítomné v kapalině. Protože viskozita závisí na těchto přitažlivých silách, viskozita se při zvýšení kinetické energie sníží

.